Wprowadzanie zjawiska
Linia mycia odzysku zabawnego plastiku to w podstępie proces oddzielania napędzany wodą. Każdy kilogram frakcji butelki PET, frakcji butelki HDPE, modrtej torby PP, filmu LDPE rolniczego, filmu drukowanego lub odpadów ABS-PS elektrycznych, który przechodzi przez moduł pre-mycia, tory delikatnej separacji, hamulcowe mycie, ciepłe mycie i mycie, pozostawia za sobą skomplikowany koktajl obecności stałych partykul, olejów emulgowanych, środków powierzchniowo czynnych, ziaren, rozpuszczonych związków organicznych i czasami metali ciężkie. Pytanie, jak wybrać system zaopatrzenia wodą dla linii mycia plastiku, nie jest więc marginesowym zwrotem uwagi. To centralne decyzje inżynierskie, które decydują o tym, czy zakład recyklingowy może działać legalnie, ekonomicznie i nieprzerwanie.
Ten przewodnik jest przeznaczony dla inżynierów procesów, menedżerów projektów i inwestorów, którzy specyfikują, modernizują lub diagnozują proces przepływu wody w liniach do mycia i granulowania plastiku. Firma Polyretec, posiadająca fabrykę Wanplas specjalizującą się w liniach do mycia i granulowania plastiku, każdego roku spotyka się z takim samym wzorcem w dziesiątkach instalacji: linia do mycia jest wybierana z dużą starannością, a system oczyszczania wody traktowany jest jako generyczny dodatek, do którego decyduje się się dopiero na etapie późnym i w miarę niewielkiej rozmiarów. W rezultacie uzyskiwany jest nieodpowiedni odpad, wzrastają zużycie wody i koszty transportu ścieków, bądź też etap biologiczny zderza się z kłopotami już w pierwszym sezonie eksploatacji.
W kolejnych częściach omówimy metodę selekcji, zaczynając od charakterystyki odpadu na każdej stacji i dla każdego surowca, ponieważ odpowiedź na pytanie, jak najlepiej obsłużyć linię torebek z tkaninami PP naładowanych piaskiem, jest zupełnie inna niż odpowiedź na to, jak najlepiej obsłużyć linię butelek z WPH naładowanych powierzchniowo czynnymi materiałami i pianką. Następnie przejdziemy przez każdy jednostkę przetwarzania jako zintegrowaną element, porównając kluczowe warianty, takie jak lamellarny wyczyszczacz w porównaniu z flotacją rozpuszczonej powietrzem, przedstawimy trzy praktyczne poziomy rozwiązań, od zgodnego z przepisami odpływu do aproksymalnie bezodpływowego, przedstawimy procesłógiczne sześciostopniowe podejście do podejmowania decyzji, opisimy główne międzynarodowe standardy odpływu i zakończymy lista metodą do eliminacji problemów. Na koniec powinieneś być w stanie wykonać krótki brief dla dostawcy, zaproponować alternatywę oraz określić wielkość systemu, a nie korzystać z prób i błędów.
A. Wycenić wody: z kwoty, zejść i gdy są brudne
Najczęstszą przyczyną niepowodzenia inwestycji w oczyszczanie wody jest określenie instalacji przed zrozumieniem samej wody. Linie do mycia plastiku nie generuje jednej jednolitej wodziewie, lecz kilka strumieni o bardzo różnych profilach obciążenia. Zatrzymanie ich jako średniej jednego artulatu jest najszybszym sposobem na system przerywany i nadal nieuczciwy. Poprawny sposób jest charakteryzowanie każdego punktu odprowadzenia, a następnie podjęcie decyzji, czy jest to podział, mieszanie, czy sekwencyjne przetwarzanie.
Cechy odchodów według stacji
Przeprowadzka i zapobieganie plonowaniu w zbiorniku zimnym.Pierwszy kontakt między brudnymi surowcami a wodą powoduje uwolnienie większości ładunku inerta. Są to piaski, żwir, gleba, fragmenty etykiet i włókna. Suszebawienia tu są zróżnicowane, często w zakresie od 2000 do 15000 mg/L. Maksymalne wartości są spotykane w przypadku bardzo brudnego folii rolnego i po konsumpcji mieszanych kłoda. Ładunek organiczny jest umiarkowany, pH jest zazwyczaj bliskie neutralności, a przepływ jest najmniej chemicznie złożonym w całej linii. To przepływ, w którym oddzielenie mechaniczne stawia maksymalne korzyści.
Szczypiec i szczotka gorącaGdy materiał przenika do kołnierza tarcia i gorącego separatora, woda staje się chemicznie agresywna. Detergenty, surfaktanty, oleje emulkowane i wypływające farby podnoszą żądanie kiszenia chemicznego do zakresu od 1500 do 8000 mg/l. Wysokie temperatury sprawiają, że rozpuszczają organiczne składniki, ale również przyspieszają budzenie się pługi i zwiększają ryzyko mikroby w kręgu. Ta strumień jest głównym czynnikiem poboru biologicznego i przeszkód związanych z formowaniem się płuć w fazach wyważania i flotowania.
Cisterna z ciepłym kwasem sycylijskimGdy trzeba usunąć klej na etykietach, EVA, klej rozpuszczalny w temperaturze wysokiej, lub trudne do rozpoznawania substancje organiczne, stosuje się gorącą kwasową mycie. Odwój cieszy się pH 11 do 13, wysoką pobieraną ilość chemicznego tlenu, saponyfikowanym tłuszczem i kolodynamicznymi pozostałościami kleju. Neutralizacja jest nieograniczoną przed każdym etapem biologicznego lub membranowego, a wysoka zawartość soli i alkaliczności muszą być uwzględnione w bilansie wody.
Zakładanie spłukiwaniaOstatni proces spłukiwania daje najczystszy strumień; niski poziom zawiesin, niska zaawansowanie chemiiczne węglowodanów odżywczych i prawie neutralny pH. Koncepcja przepływu przeciwstrumienia oznacza, że woda jest najlepszym kandydatem do bezpośredniego ponownego wykorzystania oraz do uzupełniania obwodów skrętu i mycia mechanicznego. W zoptymalizowanej linii instalacji tanek mycia zbiornik spłukiwania jest sercem kręgu ponownego wykorzystania, a nie wywódem.
Profil jakości wody według surowca (nierozłączony tabela 1)
Spektrum zanieczyszczeń drastycznie się różni w zależności od rodzaju polimera i jego historii użytkowania. Niżej przedstawiona tabela jest podstawowym punktem odniesienia w tej publikacji. Używaj liczb podanych na tabele jako zakresów planowania pochodzących z typowych doświadczeń w eksploatacji, do potwierdzenia prób samosprawnych na miejscu, a nie jako zamiennika dla badania w słoikach i kompleksowego badania surowca.
| Surowce / linia | Dominujące zanieczyszczenia | Typowe zawartość susz (mg/l) | Typowa zawartość COD (mg/L) | Typowy pH | Odkryte funkcje |
|---|---|---|---|---|---|
| Ziarna z butelek PE | Klej do etykiety (EVA / gorące kleje), pozostałości cukru, klej AD | 2 000–8 000 | 1 500 do 4 000 | Neutralny do lekko alkaliczny | Wysoki BOD z cukrów; kolydia kleju odporne są na prostą osiadanę |
| Trwałki butelki z HDPE (szampon / detergent) | Dodatki powierzchniowo czynne, maść, produkt pozostały | 1 500 do 6 000 | 2 000–8 000 | Neutralny do zasadowy | Wysoka peniżacja; niskie zawarte w stopie ciasto w kolumnie z wciągniętymi gazami umożliwia rozjaśnianie. |
| Połączane i majowe torby PP | Piasek, glebę, nawozy/inne pozostałości, azot i fosfor. | Do 20 000 | 1000 do 3500 | Neutralny do zasadowy | Bardzo duże zanieczyszczenia; wysoka zawartość SS jest kluczowym celem projektowym |
| Filmy LDPE rolkowe | Ziemia (5–15% popiołu), pozostałości pestycydów, organiczne składniki. | 5 000–15 000 | 1 500 do 5 000 | Neutralny do lekko alkaliczny | Wysokie zawartości popiołu i śladowych zanieczyszczeń pestycydowych |
| Linie od razy papierowe | Farby (farby na bazie rozpuszczalników/butylowej lub wódeczki, farby wody) | 1000 do 5000 | 2 000–6 000 | Neutralny do zasadowy | Bardzo wysoka koloryzacja, od 500 do 3000 razy |
| Odpadów elektronicznych / linie ABS–PS | Metale ciężkie (Pb, Cd, Cr), inhibitory spalania | 1000 do 6000 | 1 500 do 5 000 | Neutralny do zasadowy | Frakcja toksyczna wymaga specjalnej drogi obróbki |
Kluczowe wskaźniki jakości wody i ich znaczenie
Przed wyborem jakiegokolwiek sprzętu, zespół projektowy musi mówić wspólnym językiem pomiarowym. Wyżej wymienione wskazówki są słownictwem dotyczącym projektowania oczyszczania ścieków z plastiku.
- SS (suszono potencjalne sólów):masa pyłu zawartego na filtrze, wyrażona w mg/L. Ma wpływ na rozmiar sieci, oczyszczalni i objętość osadu.
- COD (Chemical Oxygen Demand) :równoważny tlen potrzebny do chemicznego oksydacji materii organicznej, mg/L. Reprezentuje zarówno biodegradybną, jak i odporną na degradację materię organiczną i stanowi podstawowy obciążenie do ustalenia rozmiaru procesu oczyszczania.
- BOD5 (pomiera biochemicznej zapotrzebowania na tlen przez 5 dni):ilość tlenu zużywanego przez mikroorganizmy przez pięć dni, mg/L. Oznacza ona cząstkę łatwo biodegradybną.
- Stawka BOD/COD (biodegradowalność):wartość powyżej około 0,3 oznacza, że warto rozważyć proces biologiczny. Niżej tej wartości woda jest zbyt odporna, a przeprowadzenie zaawansowanej oksydacji lub fizycznej separacji jest konieczne.
- pH:odczynność lub zasadowość. Utraty prasowe kwasowe regularnie przekraczają pH 12 i muszą być neutralizowane.
- Kolorowość:wizualna intensywność koloru, często wyrażona w wielokrotności (razów). Linie produkcyjne i laminowane osiągają intensywność 500–3 000 i wymagają odświeżenia.
- Oleje i smary:olej rozcieńczony i wolny, mg/L, który zanieczyszcza membrany i zaraża systemy biologiczne, jeśli nie jest usunięty na czas.
- TDS (suma cząstek rozpuszczonych):rozpuszczone soli, które gromadzą się w zamkniętym obiegu i powodują konieczność wykrywania.
- Kształtność:wapń i magnez, które powodują żółcenie membran i wymienników ciepła.
- Nitrogen amonowy i fosfor całkowity:składniki odżywcze, które przyczyniają się do ograniczeń związanych z eutrofikacją i w przypadku linii PP zanieczyszczonych nawozami, mogą być nieoczekiwanie wysokie.
- Indeks gęstości pyłu (SDI):miara potencjału zanieczyszczenia koloidalnego, obowiązkowa przed zamontowaniem membran ultrafiltracji i odwróconej osmozy. Indeks SDI poniżej 5 jest w tym przypadku kluczowym.
Reguła ułomna: jeśli nie możesz określić ST, COD, BOD5, pH i SDI swojej mieszanej strefy na podstawie próbki, nie jesteś gotowy na zakup systemu oczyszczania. Spośród wymagań pierwszego przede wszystkim zmierz.
B. Proces dzhatej w jednostkach procesowych wyjaśnione w kolejności numerowej
Ustrojstwo oczyszczania wody jest zbiórkiem standardowych operacji. Wybór ustroju oznacza wybór, które jednostki powinny być uwzględnione, w jakiej kolejności i w jakim rozmiarze. W następnych sekcjach opisane są każde budujące elementy, ich zakres pracy oraz błędy, które doprowadzają do marnowania pieniędzy. Korzystaj z nich jako z biblioteki części: każdy zarяд jest częścią tej listy, a nie jej całością.
1. Miedziana siatka grubej i obracający się krążek;
Pierwszy barier m lubi usuwa gruby odpad: fragmenty folii, papier keny, wiązki i duże zanieczyszczenia. Okrążający się dysk z otworami naprzemiennymi o średnicy 0,5–3 mm to kluczowy punkt na liniach do czyszczenia tworzyw izolacyjnych. Ochrona pomp, zawiasów i membran przed ścieraniem i zatkaniem jest obowiązkowa na prawie każdej konfiguracji, w tym najmniejszych liniach, ponieważ koszty usunięcia tego elementu płacone są dalej w linii, w postaci blokowania pomp i rurociągów. Dysku samoczyszczące z prądem przeciwstronomia redukują uwagę operatora.
2. Kamera grzania i odsypnik skroclony hydrocyklonowy
Ciotki o wielkości większej niż około 75 mikrometrów długości światłego piasku i drobnych cząstek muszą zostać usunięte, aby nie wywoływały erozji pomp i membran. Kamera do uzdatniania piasku zapewnia utiężenie w stan cichy, a hydrocyklon do uzdatniania piasku wykorzystuje siłę wywrotu w kompaktowym wnętrzu, aby skoncentrować i odrzucić abrazywne cząstki. Na liniach uszlachetnia lub inne liniach produkcyjnych opakowań tkaninami, gdzie obciążenie piaskiem jest szczególnie duże, desander nie jest dołączonym wyposażeniem dekoracyjnym; to zależy od różnicy między linią, która działa przez lata, a linią, która zjada własne pompy.
3. Zmiennik uzupełniający
Tank wyrównujący jest najbardziej podceniowanym i najczęściej usuwanym elementem w systemach oczyszczania wody do mycia plastiku. Jego zadaniem jest trzymanie mieszanego strumienia przez 4 do 8 godzin, gładzenie czempów przepływu i koncentracji, a także zniecenienie zalań zdarzeń związanych ze zmianami pH po emisji roztworu kwasu z krążka. W praktyce w większości przypadków awarii, które inżynierowie z firmy Polyretec badają na miejscu, widzimy brak lub nieodpowiedni rozmiar tanka wyrównującego. Bez tego elementu etapy koagulacji, biologicznej i membranowej na dalszych stopniach otrzymują ciągłe obciążenia, do których nie zostały zaprojektowane, a wydajność zalega w sposób, którego operatorzy nie potrafią zdiagnozować.
4. regulacja pH i neutralizacja
Woda do mycia kwasowego musi zostać zwalczona, zanim docierze do etapów biologicznego i membranowego. Aktywny kwasy, takie jak kwas siarkowy lub kwas chlorowy, są powszechnie stosowani, jednak dla wielu zakładów preferowana opcja to dwutlenek węgla, który neutralizuje delikatnie i unika dodawania niekoniecznie potrzebnych złogów rozpuszczonych, które w przeciwnym razie przyspieszyłyby skalowanie membran i nagromadzenie TDS. Neutralizacja powinna być skierowana na zakres odpowiedni dla kolejnego etapu oraz zgodny z miejscową niezbędną zezwolenią, najczęściej w obszarze nielicznych zmian pH, a przeprowadzana musi być za pomocą sterowania pH w czasie rzeczywistym, a nie przez dobieranie produktów metodą test transwariacyjnej.
5. Koagulacja i flokulacja
Coagulacja powoduje upadłość stabilności kolodowej, dzięki czemu mogą być usunięte drobne cząstki i emulsje. Kotlingiem jest zazwyczaj klorowodór polialuminowy (PAC), preparat stosowany w zakresie od 50 do 300 mg/l, jednak alternatywą mogą być klorowodór żelazny i sulfat żelazny polimerowy, w zależności od zanieczyszczenia. Kotlintem jest poliakrylamid (PAM), aniony, kationowy lub nieioniczny, stosowany w ilości 1 do 5 mg/l. W przypadku zanieczyszczeń powstających z odpadów ze sprężynki, kompozycja kationowa PAM zapewnia znacznie lepszą deszczerowanie i odwodnienie. Zasada mieszania ma taką same wagę co chemia: szybkie mieszanie przy wartości magmicznej 300 do 600 razy na sekundę przez 30 do 60 sekund, a następnie wolne mieszanie koagulacji przy 30 do 60 razy na sekundę przez 15 do 20 minut. Jedynym wiarygodnym sposobem ustalenia stosowania chemikaliów jest test skwierczonych pojemników na reprezentatywnej próbce. Kwartilowe stężenia z publikacji służą jako próbna waga, a nie jako specyfikacja.
6. Sedimentacja w porównaniu z flotacją powietrzną rozpuszczoną
To jest kluczowa rozdzielańca. Obie rozdziela plastiki od wody, ale wykorzystują odrębne prawy fizyki i nadają się do obydwu typów wody.
Lamella clarifier (przesednikanie płytki w nachyleniu)Dzięki ładowności powierzchniowej od 4 do 10 metrów立方owych na metr kwadratowy w godzinę, konstrukcja lameli zapewnia duże powierzchnię osiadania w niewielkim obiekcie i wyróżnia się wysoką gęstością suspensji mineralnej. W liniach z torebek nitonowych, w których transportuje się piasek o wartości SS do 20 000 mg/L, klarownicę lamelową zwykle wybiera się jako separator pierwotny pierwszorzędowy, ponieważ ciężka piasek się osiada szybko i tanio.
Roztwórowa flotacja powietrza (DAF).Saturując strumień boczny powietrzem o zawartości od 15 do 30 procent, a recykling 20 do 30 procent przepływu, DAF wytwarza mikrobolusy o średnicy od 20 do 50 mikrometrów, które przyczepiają się do lekkich siecicię i poruszają je na powierzchnię, w celu skimowania. Jest to odpowiedni narzędzie do tłuszczu, powierzchniowo czynnych substancji, lekkich odpadów plastikowych i wody płonowej butelki z HDPE, w przypadkach, gdy osiadanie na skutek działania siły ciężkości przebiega wolno i jest niekompleksowe. Produkt jest energocharygoldniejszy i wymaga bardziej uzdolnionej obsługi niż klarifikator.
| Kryterium | Lamelowy klaryfikator (siedlenie) | Roztwórowy flotacja powietrza (DAF) |
|---|---|---|
| Najlepiej dopasowany do wody | Gęsta minerała, trzciny, węzły z wysokiej zawartości piasku | Szybko rostonający, olej, wosk, barwniki, środek emulgujący. |
| usuwanie SS | Na liniach do produkcji gęstych materiałów | Na liniach do produkcji delikatnych i emulsyjnych materiałów |
| Usuwanie COD | Średni | Umiejętny do dobrego z punktu widzenia koagulacji |
| Obciążenie instalacji | Mały (podłoga okrągła) | Średni |
| Popyt energii | Niskie | Medium (zasuszenie, pompa recyklingowa) |
| Popyt na chemikalia | Niski do umiarkowany | Średni (koagulant + flokulant) |
| Trudność utrzymania | Niskie | Medium (rozety, saturator) |
| Relatywna stopa kosztowa | Niska do średnia | Systemy średniej do wysokiej |
7. Obróbka biologiczna dla wysokiego i biodegradowalnego COD
Kiedy współczynnik COD : BOD5 przekracza próg 0,3, biologia staje się opłatna. Do częstych konfiguracji należą hydrolizacja, zatrzymanie w składowicach bioplanów (MBBR), reaktory w płynnym układzie (SBR) oraz reaktory membranowe (MBR). Typowe warunki projektowe to ładunek ścieków o wielkości od 0,1 do 0,3 kg COD na kg ilości mieszanin solidno-rozpuszczalnego przez dobę, czas zasysania hydraulicznego wynosi od 8 do 24 godzin, a ilość mieszanin solidno-rozpuszczalnych wynosi od 3000 do 8000 mg/L, a w przypadku reaktora membranowego do 12 000 mg/L, dzięki oddzieleniu solidów od roztworów przez membranę, a nie za pomocą osiadywania.
Krytyczna uwaga: ścieżki wody spłynające po praniu plastików często zawierają surfaktanty i biocyde, które hamują lub zabijają biosystem. System biologiczny, skalibrowany na papier, ale zasilany zastrzykami środków dezynfekujących lub kwasów, może spokojnie umrzeć, po czym poziom COD w odplinie się zwiększy, a operatorzy przypiszą wadę do niewłaściwego pracującego elementu. Obróbki formalnej biodegradowalności i blokowania na rzeczywistej linii procesowej są niezbędne, zanim zostanie zainwestowane kapitał w jakikolwiek etap biologiczny.
8. Procesy zaawansowanej oksydacji
W przypadku organicznych odpornych na działanie termiczne i trudnych do usunięcia barw stosują się do zaawansowanych procesów oksydacyjnych (AOP), takich jak Fenton (perskiut wodorowego i żelaza miedziowego o pH 3-4), ozon i połączenie UVA-z-UVW/perskiut wodorowego. Są one skuteczne w przypadku rozpuszczania kawałków organicznych, na które biologia nie ma wpływu, a także w oczyszczaniu odchyleń wydychanego filmu, oraz stopnia ograniczania trwałych substancji powierzchniowo czynnych. Koszty stosowania AOP są jednak wysokie, gdyż procesy Fenton za tym idą generowanie dużej ilości odpadu w postaci osadu z osadów żelazowych. Dlatego zaleca się, aby AOP stosować w przypadku wód, w których zostały już wyczerpane możliwości fizyczne i biologiczne, a nie jako jednorazowego rozwiązania.
9. Filtracja w celu polerowania
Po primarnym rozdzieleniu, filtracja polerowania uzupełnia wodę do ponownego wykorzystania. Filtracja piasku działa z prędkością filtracji 8-12 metrów na godzinę i usuwa drobne zanieczyszczenia. Filtra mieszkowe dodają gradowany podłoże, który lepszym sposobem pomaga utrzymać zabrudzenia. Adsorpcja na wazelini usuwa kolor, zapachy i resztki organiczne; należy wybierać węgiel aktywowany opartego na kokosowej skórze lub węgielu koksowym o wartości jodu co najmniej 900 mg/g, aby uzyskać znaczną pojemność. Filtracja precyzyjna w kartridach o promieniu 5 mikrometrów stanowi ostatni zabezpieczenie przed wrażliwymi spryskiwaczami i przed systemami membranowymi.
10. Systemy membranowe: UF, NF, i RO
Ultrafiltracja (UF) o promieniu porów od 0,01 do 0,1 mikrometra umożliwia uzyskanie wody odpowiednio czystej, aby umożliwiła jej ponowne użycie bezpośrednio w operacjach sprzątania przedmycia i rotacyjnego mycia. Ten rodzaj procesu zamyka wiele etapów o niskich kosztach. Nanofiltracja (NF) i odwrotna osmoza (RO) poprawiają usunięcie z roztworu soli. RO to droga do ponownego wykorzystywania o wysokiej czystości, ale jej stopień odzyskiwania jest ograniczony do około 60-75%, a strumień osmotyczny jest najtrudniejszym problemem w całym systemie: niszczenie lub oddawanie go na parowanie to koszt bardzo wysoki, a zaniedbanie tego problemu prowadzi do odpowiedzialności regulacyjnej. Grzybienie membran jest nieuniknione bez odpowiedniej przeprawy; cykli czyszczenia w miejscu (CIP) muszą być planowane, a stopień odporności roztworu (SDI) musi wynieść poniżej 5, aby membrany nie zanikały w ciągu kilku tygodni.
11. Obsługa odpadów i zgodne z przepisami ich zwalania
Każdy krok separacji generuje słomę, która staje się miejscem, w którym wiele zakładów odkrywa ukryte koszty i ryzyko związane z przestrzeganiem zasad. Proces ten obejmuje gęstoczesowanie, a następnie odwirowanie. Filtr prasowy szkieletowo-ramienny zapewnia wilgotność kremu w granicach 60–75%, filtr prasowy pasowy – 78–85%, a centrifuge – 75–80%. Mniejsze zawilgocenie kremu oznacza niższy objem transporu i niższe wydatki związane z utylizacją. Wysoce istotne jest, aby ściek był charakteryzowany i kierowany do odpowiedniego miejsca. Zanieczyszczenia, takie jak metale ciężkie z linii odzysku trzewników, mogą ponownie rozpoznać ściek jako niebezpieczny, i ten obszód powinien zostać zaplanowany i uzasadniony od samego początku, a nie odkryty przy bramie kopalni.
Sumaaryczna tabela jednostek procesowych
| Jednostka | Główny instrument | Kluczowy parametr | TyPIczne usuwanie |
|---|---|---|---|
| Siatka na słupie. | Sztywne usunięcie szkodliwych substancji z odpadów | otwory o średnicy 0,5 do 3 mm | Duże odpadki, włókna |
| Desander hydrocyklonowy. | Usunięcie kamienia i piasku | Cięcie powyżej 75 mikrometrów | Ciała ścierniowe |
| Zbiornik równoważący | Otaczanie sieci prądu i obciążenia | 4 do 8 godzin trwania | Amortyzowanie pędu, wygładzanie pH |
| regulacja pH | Neutralizacja | Oczekiwana szerokość pasma neutralnego | korekcja pH |
| Koagulacja-flokulacja | Despotylizacja koloidów | PAC 50 do 300, PAM 1 do 5 mg/L | SS o nieco wyższej zawartości SO4 i COD, w kolorze żółtym, z zapachem. |
| Reaktywator lamelowy | Gęsta twarda osadzanka | 4 do 10 m3/(m2.h) | Wysoka SS (linie piasku) |
| Roztwórowa flotacja powietrza | Oczyszczenie lekki od stałych materiałów i tłuszczu. | 15-30 procent nasycenia | Butelki zawierające olej, ołów, piany powierzchniowe. |
| Biologiczne (MBR itp.) | Usunięcie COD biodegradowalnego | czas reakcji 8 do 24 godzin, MLSS 3 do 12 k | Wysoki COD, gdy BOD/COD > 0,3 |
| Pokryta zaawansowaną oxydacją | Wytrzymałość cieplna - kod i kolor. | Fenton pH 3–4 | Trudne do usunięcia organicznych substancji, kolor |
| Piekielina / filtr z węgla. | Polerowanie. | 8 do 12 m/h, jod ≥ 900 µg/L | SS o bardzo wysokim stopniu czystości, bez barwy, zapachu. |
| Membrana UF/RO | Oddzielenie etapy recyklingu | Rozwiązanie RO zapewnia odzyskiwanie od 60 do 75 proc. | Roztrojony materiał stały, SDI |
| Odciąganie ścieków | Produkcja tortu; | 60 do 85 procent wilgotności | Ograniczanie objętości, zapewnienie zgodności |
C. Trzy typowe rozwiązania w zależności od celu odzysku
Zamiast projektowania od nowa każdorazowo, większość linii myjących plastik zalicza się do jednej z trzech poziomów rozwiązań, które są definiowane na podstawie celu ponownego wykorzystania. Ten poziom ustala lokalna zezwolenie na odprowadzanie, cena i dostępność wody słodkiej oraz tolerancja operatora do skomplikowania. Firma Polyretec zazwyczaj omawia te trzy poziomy z klientami na wczesnym etapie projektu, aby linia myjąca i obieg wody były zdefiniowane razem, a nie w konfliktach.
Rozwiązanie A – zgodne z wywijaniem do kanalizacji miejskiej
Żuraw jest baranowym filtrem, opóźnieniem, neutralizacją, koagulacją, lamelowym klaryfikatorem lub procesem DAF, a także filtracją piaskową przed odpływem. Służy on oborom, w których istnieją korzystne warunki odbioru przez samorządy oraz niska wrażliwość na koszty wody. Zastosowanie w powtórnym obiegu jest minimalne, zwykle wynosi 0 do 30 proc., ponieważ opłacalność etapów membranowej wymaga rozwiązania kompleksowych problemów technicznych. Zaleta tego procesu jest prostota i niższe koszty inwestycyjne i eksploatacyjne. Za czynniki negatywne można uznać ciągły zakup wody delikatnej i opłaty za odpływ.
Rozwiązanie B – częściowy odzysk (dominuje w rekomendacjach).
To rozwiązanie opiera się na rozwiązaniu A i do niego dodane jest węgiel aktywny oraz ultrafiltracja tak, aby oczyszczona woda odprowadzano do obwodów prewchłaniania i czyszczenia. Stężenie wody do zaspokojenia potrzeb wynosi tylko 10–20% od objętości mieszaniny, a stopień ponownego wykorzystania to 70–85%. Dla większości dwutażownic i producentów opartech zintegrowanych, ten poziom zapewnia najlepszy balans między kosztami zakupu i operacyjnymi, a także możliwością radzenia sobie z wahaniami cen wody. To konfiguracja, którą Polyretec najczęściej zaleca jako domyślny pakiet.
Rozwiązanie C – upłynnienie (ZLD).
Rozwiązanie B jest wzbogacone o proces stalginizacji i odparowania/krzestkowości soku morskiego. Odzysk jest większy niż 95%, a urządzenie zbliża się do niezależności od wody pitnej i możliwości kanalizacji. Z pomocą do odzysku soku morskiego wynoszącego 95% rośnie koszt związany z konserwacją i w organizacji produkcji wymagana jest możliwość utrzymania procesów z wykorzystaniem odzysku soku morskiego. Rozwiązanie to jest uzasadnione wyłącznie w regionach, w których brakuje wody pitnej lub w obrębie najbardziej rygorystycznych zasad emisji, gdy koszt alternatywnych rozwiązań bądź brak dostępu do wody pitnej przewyższa koszty.
| Kryterium | A. Skoncentrowany proces odprowadzania odpadów | B. Ciężka rekompozycja częściowa. | C. Przeznaczenie odpadów na niższy poziom |
|---|---|---|---|
| Dystrybucja odpadów. | kanalizacja miejska | Kanalizacja + cykl ponownego wykorzystania | Umiejscowienie układu zamkniętego + obsługa roztworu morskiego |
| Stopa użycia | 0 do 30 procent | 70-85 procent | 95 proc. plus |
| Obciążenie instalacji | Niskie | Średnio (100 kg/h) | Wysoko (około 1,6 razy mniej niż wartość bazowa 160) |
| Popyt energii | Niskie | Średnio (100 kg/h) | Bardzo wysokie |
| Popyt na chemikalia | Niskie | Średnio (100 kg/h) | Systemy średniej do wysokiej |
| Skomplikowanie działania | Niskie | Średnio (100 kg/h) | Wysoko (około 1,6 razy mniej niż wartość bazowa 160) |
| Relatywne inwestycje | Niskie | Średnio (100 kg/h) | Premium |
D. Wykres pracy z etapami podjęcia decyzji o selekcji
Wybór to proces, a nie zakup. Następnie przedstawimy szesnastka etapów, które zamieniają przytłaczającą specyfikację w ciąg bezgranicznych decyzji, każda z jasnym efektem, który skraca kolejny etap.
Krok 1 – charakteryzuj wody poprzez odpowiednie próbowanie
Zbierz zarówno próby kompozytyjne (miasteczne, reprezentujące średnią obciążenie) jak i próby momentalne (aby uchwycić szczytowe wartości). Prób kompozytyjna informuje Cię o średniej w porównaniu do wszelkiej ewentualnej konieczności projektowania; próba momentalna informuje Cię o najgorszej możliwej sytuacji, jaką musi system przetrwać. Zawsze mierzyć minimum osiem podstawowych parametrów: SS, COD, BOD5, pH, tłuszcz, olej, kolor, azotan amonowy, fosfor całkowity. Dodaj TDS, twardość i SDI w przypadku opracowywania planów stosowania membran. Przeprowadź pomiary na każdym z stacji, a nie tylko na punktów wyjścia mieszanego odpadu, aby mieć możliwość decydowania co segregować.
krok 2 - potwierdzenie odpowiedniej normy odprowadzania
Zidentyfikuj regulację lokalną, która rządzi obciążeniami odprowadzanych do kanalizacji: ograniczenie przedprzetwarzanego odpadów miejskich, standard wydmuchiwania urządzeń przemysłowych na poziomie krajowym, czy łączny system. Odpowiednio wydane pozwolenie określa ilości, których ma osiągnąć linia przetwarzania, a tym samym ogranicza różne opcje technologiczne. Lewyty z pozwolenia powinny być traktowane jako stałe wkładki, a nie zaplanowane spośród ostatnich spraw, ponieważ dostosowanie linii do wyższego limitu później jest znacznie droższe niż zaplanowanie jej od razu.
Krok 3 — oblicz objętość wody
Przekształcenie pojemności linii w wymagania wody, korzystając z ustalonych czynników zużycia na tonę materiału surowego. Te czynniki różnią się znacznie, dlatego należy je tabulować, a nie oceniać.
| Surowce drukowane. | Wykorzystanie wody (m 3 / tonę) | Zalecona prędkość produkcji | Pozostałe informacje |
|---|---|---|---|
| Ziarna z butelek PE | 3 do 6 | 10 do 20 procentów | Wysoki BOD z cukrów |
| Trwalek butelki z HDPE | 2 do 4 | 10 do 20 procentów | Zarządzanie warstwą pianki jest konieczne. |
| Folia rolnicza (LDPE) | 5–10 | 15-30 procent | Wzmożona ilość szlamu nakładanego w procesie. |
| Połączane i majowe torby PP | 4 do 8 | 15-30 procent | Wysoka masa sypkiego. |
Te granice odzwierciedlają typowy odsetek zużycia; dobrze zaprojektowana pętla ponownego użycia obniża frakcję uzupełniającą do mierzących się z numerem pokazanym. Zasada jest taka, że pompki, oddźwigi i membrany muszą być dostosowane do pewnego, obiektywnie wykrywalnego przepływu, a nie do oddanych z optymizmem odsetek sprzedaży.
Krok 4 — określenie celu ponownego wykorzystania
Wybierz poziom A, B lub C z sekcji C w zależności od ceny wody, jej niedoboru i ograniczeń związanych z odprowadzaniem. To jednoznaczne decyzja ustala obecność lub brak ultrafiltracji i odwróconej osmozy, a w konsekwencji większość kosztów inwestycyjnych i operacyjnych.
Krok 5 — przeprowadź testy próbowe i przymiarkowe
Przed ostatecznym wyborem koagulanta i flokulantu przeprowadzamy testy w słoikach. Przed podjęciem decyzji o wprowadzeniu etapu biologicznego lub membranowego wykonujemy pilotowy start na rzeczywistym dotyku. Czasami opisy w broszurach nie przetrwają kontaktu z rzeczywistym wodą do mycia plastiku z dodatkiem surfaktantu i biocydeł. Niewielki pilot pozwala uniknąć największego źródła rozczarowania po uruchomieniu w pełnej produkcji.
Krok 6 – ocena ciężaru operacyjnego
Wyraź koszt trwający nie w absolutnej walucie, ale w względnej formie: poziom zapotrzebowania na chemikalia, poziom zapotrzebowania na energię, objętość odpadów obojętnych, oraz poziom pracy, a także wymagane ciągłe wywietlenie (5-15 proc.). Indeksowanie względem bazy o 100 punktach indeksowych pozwala porównywać poziomy w sposób przejrzysty, nie wymaga informowania o cenach, które uzależnione są od regionu i roku.
E. Standardy wypłukiwania i zgodność z normami międzynarodowymi
Linie do prania plastiku są zbudowane i eksploatowane na całym świecie, a stosowany limit odprowadzanych odpływów zależy od kraju, w którym działa. Tablica poniżej przedstawia główne systemy i typowe granice, jakie one uwzględniają. Zawsze potwierdź obecne lokalne wartości w stosunku do odpowiedniego organu, ponieważ granice są dokładane, a lokalne interpretacje oraz dodatkowe parametry stosowane.
| Region/rejestr, standard | Instrument sterujący. | Limity zawartości COD (mg/L) | Typowy limit zawartości susz (mg/l) | Rozszezna typowego zakresu pH |
|---|---|---|---|---|
| Chiny | GB 8978-1996; GB/T 31962-2015 dla przepływu kanalizacji | 100 do 150 (przedsionek pierwszej klasy) | 70 do 150 | 6 do 9 |
| Unia Europejska | Dyrektywa 91/271/EWG unijnego paroviarcia odpadów komunalnych; IED 2010/75/UE | Pożyczka na podstawie pozwolenia, często 125 do 150 | 35 do 60 | 6 do 9 |
| Stany Zjednoczone | Liczba zezwolenia CWA/NPDES; proces przestrzegania 40 CFR części 403 | Pożyczka na podstawie pozwolenia, często 100 do 250 | Pożyczka na podstawie pozwolenia, często 100 do 150 | 6 do 9 |
| India. | Normy CPCB dla emisji | 100 do 250 | 100 do 150 | 5,5 do 9 |
| Wietnam | QCVN 40:2011/BTNMT | 50 do 150 (kolumna A/B) | 50 do 100 | 5,5 do 9 |
| Pole magnetyczne indukowane na metal nonferrous | Regulacja poszczególnych organów administracji (LHK) | 100 do 200 | 100 do 150 | 6 do 9 |
| Meksyk | NOM-001-SEMARNAT-2021 | 200 do 250 (zależy od receptoru) | 150 do 200 | 5–10 |
| Malezja | Regulacja jakości otoczenia (oddziałykanie ścieków i odpadów przemysłowych) | 50 do 200 (w zależności od strumienia) | 50 do 100 | 5,5 do 9 |
Szeroko powielany wzór: pH blisko neutrale, duża zawartość opadowcza, COD do około 100 mg/L dla odprowadzenia do środowiska, a w przypadku oczyszczania przed złapaniem do kanałów oczyszczających, granice są zazwyczaj mniej rygorystyczne. Praktyczne implikacje tego wzoru są następujące: etapy głównych separacji i koagulacji są nieuniknione wszędzie, podczas gdy etapy biologiczne i membranowe są zależne od celu ponownego wykorzystania i od tego, jak rygorystyczne są lokalne limity COD.
F. Najczęstsze błędy i rozwiązywanie problemów
Te same błędy powtarzają się w różnych zakładach na różnych kontynentach. Jeśli zostaną rozpozane na wczesnym etapie, to umożliwi to uniknięcie miesięcy niegodziwego funkcjonowania. Matryca obok zapewnia parowanie każdego objawu z jego konstytutywnym przyczyną oraz odpowiednią czynnością korygującą.
| Problem | objaw | Podstawowa przyczyna. | Wykładnia |
|---|---|---|---|
| Zbicia równomierzenia | Intermitent naruszenia dozoru | Ładowanie szokowe z mieszanki kwasu | Dodaj lub powiększ fazę wyrównywania do 4-8 h. |
| Spojrzenie na chemikalia. | Niewłaściwe powstawanie floców, wysokie zawartość cząstek w wodorostach | brak próby z miękkim składnikiem, błędne PAC/PAM; | Uruchom testy plew, dostosuj dawkę i typ plew. |
| Łyżna DAF nie jest wystarczająco mocna | Niski poziom dochodzenia, olejny środek odpływu | Zabrudzone dysze, niski ciśnienie | Usunąć saturator, przywrócić od 15 do 30 procent. |
| Zanieczyszczenie biomaszystrą | Rośnie poziom COD, zahynywanie mikroorganizmów | Zastosowanie surfaktantu biocydowego | Rozłączenie, wyrównanie i testy inhibitora. |
| Zarządzanie zabrudzeniem membran | Rozbudowa ciśnienia, spadki przepływu | SDI > 5, słabe przygotowanie przed tą technologią | Zwiększ moc filtracji, ustanów CIP |
| Blind spot dla odpadu | Nieplanowana składowa kosztów | Nie ma zgodnego z planem planu, możliwe zagrożenie. | Charakteryzuj, uzyskuj pozwolenia, odwodnij do 60–75% |
| Upływy soli | Jakość doustania spada z czasem | Bez pompy spustowej, zysk w TDS | Należy ustawić ciągły wymusz na poziomie od 5 do 15 procent. |
| Strata efektywności w zimie. | Niższa eliminacja COD biologicznego | Niska temperatura wody | Izolacja, ogrzewanie lub wydłużenie HRT w zimowe miesiące |
Dominują dwa tematy. Pierwsze to zbiornik eliminacji nierówności oraz test butelki, które stanowią tanie ubezpieczenie przed ponownym pominięciem procesu i cofnięciem się do niego, co jest później przeoczone oraz żałowane. Drugie to zamknięty kółek wodny, który nigdy nie przewozuje strumienia odprowadzenia ciepła, co w cichym trybie koncentruje w nim soli i opatrunki, aż jakość mycia zostaje pogorszona; odprowadzenie ciepła w zakresie od 5 do 15 procent nie jest odpadami, jest cennym kosztem stabilności kola kwantowego.
Najczęściej zadawane pytania
Czy mogę ponownie wykorzystać 100% wody z linii myjącej plastikowych tworzyw?
Nie. Konieczne jest ciągłe układanie gazów w ilości od 5 do 15 %, aby zapobiec gromadzeniu się sol i twardości, które negatywnie wpływają na jakość prania. Sprzężone odprowadzanie odpylanej wody może przekraczać 95 % wielokrotnego wykorzystywania, ale wymaga zastosowania odwrotnej osmozy i zarządzania brudziny, co oznacza bardzo wysokie obciążenie operacyjne i jest uzasadnione tylko przy ograniczonej dostępności wody lub rygorystycznych ograniczeniach dotyczących odprowadzania.
Czy jednostka flotationu powietrznego rozpuszczonego jest zawsze lepsza od zbiornika sedimentacyjnego?
Nie. Flotacja gazowa jest niezawodna w przypadku lekkich, olejnych i zawierających powierzchniowo aktywne substancje rozpuszczalników suspensji, takich jak wąskie linie z odpadów butelek HDPE, podczas gdy lamelowe klaryfikatory są bardziej ekonomiczne w przypadku obciążenia piaskiem, takiego jak wąskie linie z woreków PP, w których popiół osiada szybko pod działaniem siły ciężaru.
Czy zawsze potrzebuję procesu biologicznego do oczyszczania ścieków ze spalin spalin plastikowych?
Tylko jeśli woda zawiera wysoki obłożnik COD, a wskaźnik reakcji biochemicznej BOD5 do COD przekracza około 0,3. Środki surfaktyzujące i biocyidy w surowcu mogą toksycznie wpływać na masę organiczną, dlatego przed zaangażowaniem w fazę biologiczną, taką jak MBR lub MBBR, konieczne jest przeprowadzenie badania dotyczącego sprzyjności procesu i inicjacji.
Dlaczego tak ważna jest akwarium do wyrównania?
Zapewnia buforowanie pieców przepływu i koncentracji przez 4 do 8 godzin, stabilizuje pH oraz chroni każdy następny etap instalacji przed niskimi obciążeniami. Większość problematycznych instalacji pomijała ten etap, aby zaoszczędzić miejsce, a kolejne etapy praca były narażone na ostre przestoje o trudnym przeszkoleniu.
Jaką warunkiem najlepiej jest wybrać koflogenty i flokulanty?
Test na prostych urządzeniach na próbkowaniu na przykładowym próbie to jedyny zaufany sposób. Dwa przykładowe wartości: 50 do 300 mg z PAC na litr i 1 do 5 mg z PAM na litr. Po ustawieniach startowych, wartości te w dalszym ciągu mogą być dostosowywane. Oczywiście sieć papierowa z wodne oczyszczenie zanieczyszczeń częstokroć korzysta z kationowych PAM do neutralizacji.
Jak dużo wody zużywa linia myjąca plastik o masie podanego materiału 1 ton?
Zależy to od surowca: ziarenko PET – około 3 do 6 metrów krychty na tonę, ziarenko HDPE – 2 do 4, folia roślinna – 5 do 10, a torby wkręcane lub jumbo – 4 do
Co zostanie z koncentrowaną nalewką z odwrotnej osmozy?
Sygnał odrzucony z urządzenia RO, zwykle od 25 do 40% z zasobów, stanowi najtrudniejszy problem usuwania w systemie ponownego wykorzystania. Możliwości to: dalsze odparowanie lub krystalizację, co wiąże się z bardzo wysokimi kosztami, lub kontrolowane wydalanie, jeśli to pozwala ustawa; musi być zaplanowane, a nie odkryte po gotowości urządzenia.
Jak wybór surowca wpływa na projekt systemu oczyszczania wody?
Dużo. Paczka tkana z PP to problem usuwania piasku, który rozwiązuje desanderzy i lamellowe klarownice, natomiast linia buteli z HDPE to problem piany i tłuszczu, który rozwiązuje flotacja płynna powietrzem, a linia filmu drukowanego to problem barwy, który rozwiązuje flokulacja kationowa i węgiel aktywny. Profil wody, a nie marka linii prania, powinna determinować wybór zabiegu.
Wniosek
Wybór systemu oczyszczania wody dla linii prasowania plastiku jest fundamentalnie ćwiczeniem profilowania przed określającymi. Zaczynaj od wody: odebierz próby z każdego stojaka, opisz każdy surowiec i przekonwertuj SS, COD, BOD5, pH, kolor i SDI na pewną sekwencję liczb. Skonstruuj tę sekwencję z biblioteki części z części B, podejmując decyzję o sedimentacji versus flokulacji gazu rozpuszczonego w zależności od gęstości ciał stałych i obciążenia tłuszczu, i nigdy nie pomijaj zbiornika zrównoważenia ani testu jarowego. Wybierz poziom ponownego użycia z części C, który odpowiada Twoim potrzebom ekonomicznym, bezwzględnie przejrzyj pracę w ramach 6 etapów opisanych w części D i potwierdź ograniczenia lokalne z mapy zgodności z normami, zawartą w części E, przed dokonaniem zakupu.
W przypadku większości operatorów, rozwiązanie B — częściowe ponowne wykorzystanie wody ze współdzielenia tlenu i ultrafiltracji, w wyniku których 70-85% wody wracało do urządzeń myjących i osuszających — to optymalna opcja, równoważąca koszty inwestycyjne, obciążenia operacyjne i elastyczność. Wyposażone w wypadki o bliskiej równowadze wody, wędrują one po skrajnie ograniczonych zasobach wody, albo po estradach ujętych w wytyczne. Polyretec, zakład Wanplas o głębokim doświadczeniu w dziedzinie linii do mycia i rzemiennego procesu recyklingu tworzyw sztucznych, projektuje kółko odnawialnego cyklu wodnego oraz linię myją na zasadzie jednego, zintegrowanego systemu, tak, aby proces oczyszczania odpowiadał rzeczywistemu profilu zanieczyszczeń, a nie ogólnej wyliczeniu. Kiedy określasz konieczności oczyszczania wody w swojej najnowszej linii, poinformuj o tym węzł operacyjny po obliczonym przepływie. Różnica ukaże się w niższych rachunkach za wodę z siatki, stabilnych pozwoleniach, a także latach bezawaryjnego działania.
